JPH0819100A - サラウンドステレオ - Google Patents

サラウンドステレオ

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JPH0819100A
JPH0819100A JP6150293A JP15029394A JPH0819100A JP H0819100 A JPH0819100 A JP H0819100A JP 6150293 A JP6150293 A JP 6150293A JP 15029394 A JP15029394 A JP 15029394A JP H0819100 A JPH0819100 A JP H0819100A
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signal
output
input
time delay
signals
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JP6150293A
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Inventor
Kimiharu Watanabe
公治 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡略化した構成で入力信号を限定することな
く拡がり感を有するサラウンド効果が得られるサラウン
ドステレオを提供することを目的とする。 【構成】 第1と第2の時間遅延手段11,12が、受
聴者の横方向に配置したスピーカからの信号が受聴者の
左右の各耳に達するまでの時間差を作る。第1のイコラ
イザ手段13が、受聴者の横方向に配置したスピーカか
ら受聴者の左右の耳まで達する各信号の周波数特性差を
作る。第1の位相反転手段15が、第1の時間遅延手段
11と第1のイコライザ手段13とともに、再生するス
ピーカから受聴者の左右の耳までの信号のクロストーク
となる信号を消去あるいは減衰させる。以上の動作に基
づいて第2の位相反転手段16が疑似ステレオ音を作
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AV装置において使用
されるサラウンドステレオに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7にAV装置における従来のサラウン
ドステレオのブロック図を示す。また、このサラウンド
ステレオの回路図を図8に示す。このサラウンドステレ
オは、特開昭59−223100として開示されている
ものである。
【0003】図7および図8に示すサラウンドステレオ
は2チャンネル仕様であるが、各チャンネルは同様であ
るので、ここでは、一方のチャンネルについてのみ説明
する。なお1チャンネル仕様では、受聴者の左右のどち
らか一方方向の音像のみが制御できる。
【0004】図7において、入力端子1に入力された信
号S0は、第1の2分岐手段21により2分岐され、第
1の出力信号は、第1の時間遅延手段11に入力され時
間遅延した信号S1となる。この第1の時間遅延手段1
1による遅延時間値は、スピーカから受聴者の左右耳ま
で到達する時間差と同一となるような値に設定する。そ
の遅延時間値はスピーカの方向により変化するが、例え
ばスピーカを前方30度とした場合には、その遅延時間
値を280μ秒に設定する。
【0005】第1の時間遅延手段11から出力された信
号S1は、第2の2分岐手段22により2分岐され、そ
の第1の出力信号は、第1のイコライザ手段13に入力
されイコライジングした信号S3となる。この第1のイ
コライザ手段13による周波数特性は、スピーカから受
聴者の左右耳までの(クロストーク信号特性)/(メイ
ン信号特性)の周波数特性を近似したものである。図9
は、スピーカ方向が受聴者の前方30度の場合の測定結
果を示しており、複雑な周波数特性となる。
【0006】第2の2分岐手段22の第2の出力信号
は、第2の時間遅延手段12に入力され時間遅延した信
号S2となる。この第2の時間遅延手段12による遅延
時間値は、第1の時間遅延手段11による遅延時間値と
加算されることにより、受聴者の横方向にスピーカを置
いた場合のスピーカから受聴者の左右耳まで到達する時
間差と同一となるような値に設定する。たとえばスピー
カ方向を受聴者の側方90度とした場合には、その遅延
時間値を550μ秒に設定する。
【0007】第2の時間遅延手段12から出力された信
号S2は、第2のイコライザ手段14に入力されイコラ
イジングされた信号S4となる。この第2のイコライザ
手段14による周波数特性は、受聴者の横方向に置いた
スピーカから受聴者の左右耳までの(クロストーク信号
特性)/(メイン信号特性)の周波数特性を近似したも
のである。図10は、スピーカ方向が受聴者の側方90
度の場合の測定結果を示しており、図9と同様に複雑な
周波数特性となる。
【0008】第1のイコライザ手段13から出力された
信号S3は、第1の位相反転手段15に入力され位相反
転した信号S5となる。この信号S5によりスピーカか
ら受聴者の耳までのクロストーク信号をキャンセルある
いは減衰させることができる。
【0009】第1の2分岐手段21の第2の出力信号
は、第1の加算手段23に入力され加算した出力信号S
10となり出力端子2へ出力される。第1の位相反転手
段15の出力信号S5と第2のイコライザ手段14の出
力信号S4は、加算手段24に入力され加算した出力信
号S11となり出力端子3へ出力される。この出力信号
S10、S11を2個のスピーカで再生した場合、音像
は受聴者の右あるいは左の横方向に定位する。
【0010】図8に示した回路図は、時間遅延手段とし
てOPアンプによるフェーズ・シフター(Phase
Shifter)構成とした場合を示しており、残響音
を入力することにより、3次元残響空間創成効果、つま
りサラウンド効果を有する音響機器を提供することが可
能とされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来のサラウンドステレオでは、AV装置におい
て、上記のような3次元残響空間創成効果、つまりサラ
ウンド効果を得るためには、第一に、音像定位制御回路
が2チャンネル仕様であることが必要であり、第二に、
入力端子1、30に入力する残響音が互いに無相関であ
るステレオ信号であることが必要であり、このため、コ
ストアップとなり、かつ入力信号が限定されるという問
題点を有していた。
【0012】本発明は、上記問題点に鑑み、構成を簡略
化して低コスト化ができ、この簡略化した構成によって
も、また、入力信号を限定することなく拡がり感を有す
るサラウンド効果を得ることができるサラウンドステレ
オを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明のサラウンドステレオは、1個の入力端子と、
第1の出力端子および第2の出力端子の2個の出力端子
とを有するサラウンドステレオであって、信号を遅延さ
せる第1および第2の時間遅延手段と、信号をイコライ
ジングする第1および第2のイコライザ手段と、信号を
位相反転する第1および第2および第3の位相反転手段
と、信号を加算する加算手段とを設け、前記入力端子に
入力され2分された信号のうちの第1の信号を前記第1
の時間遅延手段に入力し、前記第1の時間遅延手段から
出力され2分された信号のうちの第3の信号を前記第1
のイコライザ手段および第1の位相反転手段を介して前
記加算手段に入力し、前記第1の時間遅延手段から出力
され2分された信号のうちの第4の信号を前記第2の時
間遅延手段および第2のイコライザ手段を介して前記加
算手段に入力し、前記入力端子に入力され2分された信
号のうちの第2の信号を前記第2の位相反転手段を介し
て前記加算手段に入力し、前記加算手段から出力され2
分された信号のうちの第5の信号を前記第1の出力端子
に出力し、前記加算手段から出力され2分された信号の
うちの第6の信号を前記第3の位相反転手段を介して前
記第2の出力端子に出力する構成とする。
【0014】
【作用】上記の構成によると、第1と第2の時間遅延手
段が、受聴者の横方向に配置したスピーカからの信号が
受聴者の左右の各耳に達するまでの時間差を作る。第1
のイコライザ手段が、受聴者の横方向に配置したスピー
カから受聴者の左右の耳まで達する各信号の周波数特性
差を作る。第1の位相反転手段が、第1の時間遅延手段
と第1のイコライザ手段とともに、再生するスピーカか
ら受聴者の左右の耳までの信号のクロストークとなる信
号を消去あるいは減衰させる。これらの動作に基づい
て、第2の位相反転手段が疑似ステレオ音を作る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例のサラウンドステレオ
について、図面を参照しながら説明する。
【0016】図1は、本実施例におけるサラウンドステ
レオのブロック図を示し、図2は、図1に示す時間遅延
手段としてOPアンプによるフェーズ・シフタ(Pha
seShifter)構成とした場合の回路図を示して
いる。なお、従来例と同一機能のものには同一の符号を
付記して説明する。
【0017】図1および図2において、入力端子1に入
力された信号S0は、第1の2分岐手段21により2分
岐され、その第1の出力信号は、第1の時間遅延手段1
1に入力される。この第1の時間遅延手段11による遅
延時間値は、スピーカから受聴者の左右耳まで到達する
時間差と同一となるような値に設定する。その遅延時間
値は、スピーカの方向により変化するが、たとえばスピ
ーカ方向を前方30度とした場合、その遅延時間値は2
80μ秒に設定する。
【0018】第1の時間遅延手段11の出力信号S1
は、第2の2分岐手段22により2分岐され、その第1
の出力信号は第1のイコライザ手段13に入力される。
この第1のイコライザ手段13による周波数特性は、ス
ピーカから受聴者の左右耳まで周波数特性の差である。
この目標とする周波数特性は図9に示した周波数特性と
同一である。
【0019】第1のイコライザ手段13の出力信号S3
は、第1の位相反転手段に入力され、位相反転された信
号S5を出力する。そして、この第1の位相反転手段
は、第1の時間遅延手段と第1のイコライザ手段ととも
に、再生するスピーカから受聴者の左右の耳までの信号
のクロストークとなる信号を消去あるいは減衰させるも
のである。
【0020】第2の2分岐手段22により2分岐された
信号のうちの第2の出力信号は、第2の時間遅延手段1
2に入力される。この第2の時間遅延手段12による遅
延時間値は、第1の時間遅延手段11による時間遅延値
と加算されることになり、受聴者の側方に配置したスピ
ーカから受聴者の左右耳まで到達する時間差と同一に設
定する。
【0021】第2の時間遅延手段12の出力信号S2
は、第2のイコライザ手段14に入力され信号S4を出
力する。この第2のイコライザ手段14による周波数特
性は、受聴者の側方に配置したスピーカから受聴者の左
右耳まで周波数特性の差である。この目標とする周波数
特性は図10に示した周波数特性と同一である。
【0022】第1の2分岐手段21により2分岐された
信号のうち第2の出力信号は、第2の位相反転手段16
に入力され、位相反転された信号S6を出力する。この
第2の位相反転手段16の機能は、構成をモノラル化す
るために必要な符号反転の機能であり、これについては
後述して詳しく説明する。
【0023】第1の位相反転手段15に入力され位相反
転された信号S5と、第2のイコライザ手段14に入力
されイコライジングされた信号S4と、第2の位相反転
手段16に入力され位相反転された信号S6は、加算手
段23に入力され加算された信号S7を出力する。
【0024】この信号S7は、第3の2分岐手段25に
より2分岐され、その第1の出力信号は、第1の出力端
子2により出力される。その第3の2分岐手段25によ
り2分岐された信号のうちの第2の出力信号は、第3の
位相反転手段17に入力され、位相反転された信号S8
を出力する。この第3の位相反転手段17の機能は、モ
ノラル信号を疑似ステレオ信号にする機能である。
【0025】第3の位相反転手段17に入力され位相反
転された信号S8は、第2の出力端子3により出力され
る。この第1と第2の出力端子2,3に出力される信号
S7とS8を各々アンプにより電力増幅し、スピーカで
再生することにより、拡がり感が再生できる。また、こ
のスピーカとして、特にダイポールの指向特性を有する
スピーカを使用することにより、その拡がり感効果をさ
らに増強させることができる。
【0026】次に、図1に示す第2の位相反転手段16
の機能および構成の詳細について数式を用いて説明す
る。図7に示した従来例において、入力端子1に信号S
0を入力し、他の入力端子30に、入力端子1に入力し
た信号S0の逆位相の信号−S0を入力した場合を仮定
する。ここで逆位相とした理由は、モノラル信号として
の信号S0から疑似ステレオ信号を得るためである。こ
のように仮定することによって、図7のブロック図は、
図3に示すように、入力端子1に入力した信号S0を第
3の2分岐手段31により2分岐し、その第1の出力信
号を第1の2分岐手段21に入力し、他の第2の出力信
号を第3の位相反転手段32へ入力することにより位相
反転した信号S21(−S0)を出力し、その信号S2
1を第4の2分岐手段33に入力した場合と等価とな
る。
【0027】そこで、第1あるいは第3の時間遅延手段
による時間遅延演算を[D1]、第1と第2の時間遅延
手段、あるいは第3と第4の時間遅延手段による時間遅
延演算を[D2]とし、第1あるいは第3のイコライザ
手段によるイコライジング演算を[E1]、第2あるい
は第4のイコライザ手段によるイコライジング演算を
[E2]とし、入力端子1に入力する信号を[S]とし
た場合、出力端子2と出力端子3に出力される信号S1
0と信号S11は式1および式2で表される。
【0028】 S10=S−S([D2][E2]) +S([D1][E1])・・・式1 S11=−{S−S([D2][E2]) +S([D1][E1])}・・・式2 図1に示す本発明の第1の実施例では、入力端子1の入
力信号S0として[S]を入力した場合、第1の出力端
子2へ出力する信号S7は式3表され、第2の出力端子
3へ出力する信号S8は式4で表される。
【0029】 S7=S−S([D2][E2]) +S([D1][E1])・・・式3 S8=−{S−S([D2][E2]) +S([D1][E1])}・・・式4 以上の結果から、式3は式1と、式4は式2と各々等し
くなり、図1に示す構成と図3に示す構成とは別の構成
でありながら、S7はS10と、S8はS11と各々等
しくなる。
【0030】以上により、従来例では、2チャンネル分
の構成が必要であったのに対し、第1の実施例では、ほ
とんど1チャンネル分の簡単な構成で、従来と同様の拡
がり感効果を有するサラウンドステレオを提供すること
ができる。
【0031】図4は本発明の第2の実施例におけるサラ
ウンドステレオのブロック図である。なお、従来例およ
び第1の実施例と同一機能のものには、同一の符号を付
記して説明する。
【0032】入力端子1に入力された信号S0は第1の
2分岐手段21により2分岐され、その第1の出力信号
は第2の位相反転手段16に入力され位相反転した信号
S21を出力する。その信号S21は第1の時間遅延手
段11に入力される。その2分岐手段21により2分岐
された第2の出力信号はそのまま加算手段23に入力さ
れ、第1の位相反転手段に入力され位相反転された信号
S5と、第2のイコライザ手段14に入力されイコライ
ジングされた信号S4とが加算手段23により加算さ
れ、信号S7が出力される。
【0033】この信号S7は第3の2分岐手段25によ
り2分岐され、その第1の出力信号は第1の出力端子2
により出力される。その第3の2分岐手段25により2
分岐された第2の出力信号は第3の位相反転手段17に
入力され、位相反転された信号S8が第2の出力端子3
により出力される。
【0034】この第2の実施例では、入力端子1の入力
信号S0として[S]を入力した場合、第1の出力端子
2へ出力される信号S7は式3で表され、第2の出力端
子3へ出力される信号S8は式4で表され、S7はS1
0と、S8はS11と各々等しくなり、第1の実施例と
同一の結果となり、同様の効果が得られる。
【0035】図5は本発明の第3の実施例におけるサラ
ウンドステレオのブロック図である。なお、従来例およ
び第1ないし第2の実施例と同一機能のものには、同一
の符号を付記して説明する。
【0036】第2のイコライザ手段14の出力信号S4
は第1の位相反転手段15に入力され位相反転された信
号S5を出力する。その信号S5と、第1の2分岐手段
21の第1の出力信号と、第1のイコライザ手段13の
出力の信号S3とを加算手段23により加算し、信号S
7を出力する。その信号S7は第3の2分岐手段25に
より2分岐され、第1の出力信号はそのまま第1の出力
端子2へ出力される。その第2の出力信号は第2の位相
反転手段16へ入力され、位相反転された信号S8を出
力する。その信号S8は第2の出力端子3へ出力され
る。
【0037】この第3の実施例では、入力端子1の入力
信号S0として[S]を入力した場合、第1の出力端子
2へ出力する信号S7は式3で表され、第2の出力端子
3へ出力する信号S8は式4で表され、S7はS10
と、S8はS11と各々等しくなり、第1ないし第2の
実施例と同一の結果となり、同様の効果が得られる。
【0038】図6は本発明の第4の実施例におけるサラ
ウンドステレオのブロック図である。なお、従来例およ
び第1ないし第3の実施例と同一機能のものには、同一
の符号を付記して説明する。
【0039】加算手段23により加算された信号S7は
電力増幅手段30に入力され、電力増幅された信号S2
2を出力する。電力増幅された信号S22は、直列接続
されかつ互いに逆位相に接続された第1と第2のスピー
カ31、32に入力され、第1と第2のスピーカ31、
32からは互いに逆位相の音波が再生される。
【0040】このため、図1に示した第1の実施例およ
び図4に示した第2の実施例においては第3の位相反転
手段17が不必要となり、図5に示した第3の実施例に
おいては第2の位相反転手段16が不必要となる。ま
た、電力増幅手段30は1チャンネルで実現可能であ
り、さらに低コスト化が実現できる。
【0041】また、第1ないし第4の実施例の入力端子
1へ入力する信号として、モノラルの残響音信号を用い
てその残響音信号にサラウンド効果を付加するばかりで
なく、ドルビーサラウンドソースのサラウンド信号を用
いてその信号にサラウンド効果を付加することもでき
る。
【0042】さらに、2チャンネルステレオ信号に含ま
れるボーカル信号を減衰あるいは消去するボーカルキャ
ンセル手段の出力信号を用いることにより、一般市販の
2チャンネルステレオ信号にサラウンド効果を付加する
ことができる。なお、このボーカルキャンセル手段の最
も簡単な構成としては、2チャンネルステレオ信号の減
算を行う構成例が挙げられる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1と第
2の時間遅延手段は、受聴者の横方向に配置したスピー
カからの信号が受聴者の左右の各耳に達するまでの時間
差を作る。第1のイコライザ手段は、受聴者の横方向に
配置したスピーカから受聴者の左右の耳まで達する各信
号の周波数特性差を作る。第1の位相反転手段は、第1
の時間遅延手段と第1のイコライザ手段とともに、再生
するスピーカから受聴者の左右の耳までの信号のクロス
トークとなる信号を消去あるいは減衰させる。これらの
動作に基づいて、第2の位相反転手段は疑似ステレオ音
を作ることができる。
【0044】そのため、構成を簡略化して低コスト化が
でき、この簡略化した構成によっても、また、入力信号
を限定することなく拡がり感を有するサラウンド効果を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のサラウンドステレオの
ブロック図
【図2】同実施例のサラウンドステレオの回路図
【図3】同実施例の第2の位相反転手段の説明図
【図4】第2の実施例のサラウンドステレオのブロック
【図5】第3の実施例のサランドステレオのブロック図
【図6】第4の実施例のサラウンドステレオのブロック
【図7】従来のサラウンドステレオのブロック図
【図8】同従来例のサラウンドステレオの回路図
【図9】同従来例の再生スピーカから両耳までの特性差
の説明図
【図10】同従来例の側方に置いたスピーカから両耳ま
での特性差の説明図
【符号の説明】
11 第1の時間遅延手段 12 第2の時間遅延手段 13 第1のイコライザ手段 14 第2のイコライザ手段 15 第1の位相反転手段 16 第2の位相反転手段 17 第3の位相反転手段 23 加算手段 30 電力増幅手段 31,32 スピーカ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個の入力端子と、第1の出力端子およ
    び第2の出力端子の2個の出力端子とを有するサラウン
    ドステレオであって、信号を遅延させる第1および第2
    の時間遅延手段と、信号をイコライジングする第1およ
    び第2のイコライザ手段と、信号を位相反転する第1お
    よび第2および第3の位相反転手段と、信号を加算する
    加算手段とを設け、前記入力端子に入力され2分された
    信号のうちの第1の信号を前記第1の時間遅延手段に入
    力し、前記第1の時間遅延手段から出力され2分された
    信号のうちの第3の信号を前記第1のイコライザ手段お
    よび第1の位相反転手段を介して前記加算手段に入力
    し、前記第1の時間遅延手段から出力され2分された信
    号のうちの第4の信号を前記第2の時間遅延手段および
    第2のイコライザ手段を介して前記加算手段に入力し、
    前記入力端子に入力され2分された信号のうちの第2の
    信号を前記第2の位相反転手段を介して前記加算手段に
    入力し、前記加算手段から出力され2分された信号のう
    ちの第5の信号を前記第1の出力端子に出力し、前記加
    算手段から出力され2分された信号のうちの第6の信号
    を前記第3の位相反転手段を介して前記第2の出力端子
    に出力したサラウンドステレオ。
  2. 【請求項2】 1個の入力端子と、第1の出力端子およ
    び第2の出力端子の2個の出力端子とを有するサラウン
    ドステレオであって、信号を遅延させる第1および第2
    の時間遅延手段と、信号をイコライジングする第1およ
    び第2のイコライザ手段と、信号を位相反転する第1お
    よび第2および第3の位相反転手段と、信号を加算する
    加算手段とを設け、前記入力端子に入力され2分された
    信号のうちの第1の信号を前記第2の位相反転手段を介
    して前記第1の時間遅延手段に入力し、前記第1の時間
    遅延手段から出力され2分された信号のうちの第3の信
    号を前記第1のイコライザ手段および第1の位相反転手
    段を介して前記加算手段に入力し、前記第1の時間遅延
    手段から出力され2分された信号のうちの第4の信号を
    前記第2の時間遅延手段および第2のイコライザ手段を
    介して前記加算手段に入力し、前記入力端子に入力され
    2分された信号のうちの第2の信号を前記加算手段に入
    力し、前記加算手段から出力され2分された信号のうち
    の第5の信号を前記第1の出力端子に出力し、前記加算
    手段から出力され2分された信号のうちの第6の信号を
    前記第3の位相反転手段を介して前記第2の出力端子に
    出力したサラウンドステレオ。
  3. 【請求項3】 1個の入力端子と、第1の出力端子およ
    び第2の出力端子の2個の出力端子とを有するサラウン
    ドステレオであって、信号を遅延させる第1および第2
    の時間遅延手段と、信号をイコライジングする第1およ
    び第2のイコライザ手段と、信号を位相反転する第1お
    よび第2の位相反転手段と、信号を加算する加算手段と
    を設け、前記入力端子に入力され2分された信号のうち
    の第1の信号を前記第1の時間遅延手段に入力し、前記
    第1の時間遅延手段から出力され2分された信号のうち
    の第3の信号を前記第1のイコライザ手段を介して前記
    加算手段に入力し、前記第1の時間遅延手段から出力さ
    れ2分された信号のうちの第4の信号を前記第2の時間
    遅延手段および第2のイコライザ手段および第1の位相
    反転手段を介して前記加算手段に入力し、前記入力端子
    に入力され2分された信号のうちの第2の信号を前記加
    算手段に入力し、前記加算手段から出力され2分された
    信号のうちの第5の信号を前記第1の出力端子に出力
    し、前記加算手段から出力され2分された信号のうちの
    第6の信号を前記第2の位相反転手段を介して前記第2
    の出力端子に出力したサラウンドステレオ。
  4. 【請求項4】 信号から音声を再生する2個のスピーカ
    と、信号を増幅する電力増幅手段とを設け、加算手段か
    ら出力される信号を、前記電力増幅手段を介して、直列
    かつ互いに逆位相に接続された2個のスピーカで再生す
    る請求項1から請求項3のいずれかに記載のサラウンド
    ステレオ。
  5. 【請求項5】 2チャンネルステレオ信号に含まれるボ
    ーカル信号を減衰あるいは消去するボーカルキャンセル
    手段を設け、入力端子に入力される信号を、前記ボーカ
    ルキャンセル手段の出力信号とした請求項1から請求項
    4のいずれかに記載のサラウンドステレオ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5862228A (en) * 1997-02-21 1999-01-19 Dolby Laboratories Licensing Corporation Audio matrix encoding
US6449368B1 (en) 1997-03-14 2002-09-10 Dolby Laboratories Licensing Corporation Multidirectional audio decoding

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